Hạt nhựaAlkyd chiếm một trong những vị trí hàng đầu làm nguyên liệu sản xuất sơn và vecni hiện đại. Các chế phẩm tạo màng dựa trên chúng có rất nhiều ứng dụng. Các đặc tính của lớp phủ phụ thuộc vào loại nhựa và vecni bán thành phẩm. Phổ biến nhất là các chế phẩm đã được sửa đổi, vì chúng có chất lượng trang trí và bảo vệ cao.
Mô tả
Nhựa alkyd (hoặc alkyd) là các este tạo ra từ phản ứng của rượu polyhydric với axit polybasic hoặc anhydrit của chúng. Nhìn bề ngoài, chúng là một khối dính có độ nhớt cao, màu từ vàng sẫm đến nâu.
Alkyd cũng được kết hợp với các loại nhựa khác và xenlulo (alkyd-urê-formaldehyde, phenol-alkyd, alkyd-acrylic copolyme và các hợp chất khác). Để giảm sức căng bề mặt, cồn butyl được thêm vào thành phần của chúng, giúp đổ thành phẩm dễ dàng hơn.
Thành phần hóa học và phân loại
Nhựa Alkyd được hệ thống hóa theo một số tiêu chí:
- Bởi sự hiện diện của các axit béo trong thành phần: không biến tính (phthalate) và đã biến tính.
-
Theo hàm lượng dầu: béo (>60%), béo trung bình (40-60%), nạc (35-60%), siêu nạc (<34%). Các alkyd béo chủ yếu được chế biến bằng các loại dầu làm khô.
- Theo loại rượu trên cơ sở mà thành phần thu được: glyphtalic, xyphthalic, pentaphthalic, etrifthalic.
- Bằng khả năng làm khô: làm khô và không làm khô.
- Theo phương pháp hòa tan: pha loãng với dung môi hữu cơ hoặc nước.
Thành phần hóa học của nhựa alkyd là dung dịch chứa 40-60% các chất không bay hơi trong dung môi hữu cơ.
Tính năng
Tính chất của alkyd phụ thuộc vào loại rượu polyhydric, nồng độ của nó và sự hiện diện của các thành phần khác. Các thành phần thơm tạo ra lớp phủ dựa trên độ cứng và khả năng chống mài mòn của các hợp chất này, polyol béo - độ đàn hồi, các đơn vị cấu trúc xicloaliphatic - sự cân bằng của các đặc tính.
Dung dịch nhựa Alkyd được đặc trưng bởi các thông số sau:
- độ nhớt - 35-100 s (theo máy đo độ nhớt VZ-4);
-
trọng lượng phân tử - 1500-5000 kDa;
- mật độ - 0,9-1,05 g / cm3;
- lượng kali hydroxit, là chỉ số chính về chất lượng của dầu, không nhiều hơn 20.
Khi nhiệt độ tăng, độ nhớt của alkyd giảm và ngược lại. Hàm lượng chất béo của một chất càng thấp thì chất đó càng tan trong các hydrocacbon béo và naphthenic.
Cải thiện thuộc tính
alkyd chưa biến tính tạo thành màng cứng và giòn, hòa tan kém. Để cải thiện chất lượng của chúng, các thành phần bổ sung được đưa vào thành phần của hỗn hợp phản ứng, tạo độ bóng, độ đàn hồi, khả năng chống thấm nước, dung môi, dầu và thời tiết, tăng tốc độ khô ở nhiệt độ phòng và tăng độ bám dính với vật liệu cơ bản. Nhựa alkyd biến tính thu được bằng cách sử dụng hạt lanh, dầu cao, dầu tung, dầu hướng dương, dầu thầu dầu, dầu hạt bông, nhựa thông, axit béo tổng hợp.
Có 3 phương pháp sửa đổi chính:
- giới thiệu monome trong sản xuất nhựa thông;
-
bằng cách phản ứng các alkyd đã hoàn thành với các tác nhân sửa đổi;
- trộn nhựa với các chất tạo màng khác.
Nhận
Alkyd được tổng hợp theo hai cách: phương pháp phân giải rượu và phương pháp axit béo.
Trong trường hợp đầu tiên, quá trình diễn ra trong 3 giai đoạn:
- Chuyển hóa dầu thực vật hoặc chất béo trung tính của axit béo của nó bằng rượu polyhydric. Phản ứng hóa học diễn ra ở nhiệt độ 240-260 ° C và có mặt chất xúc tác. Để sản xuất nhựa glyphtalic từ rượu, người ta sử dụng glyxerin, đối với nhựa etift - etriol, đối với nhựa pentaphthalic - pentaerythritol.
- Este hóa một phần este với anhiđrit phtalic, tạo ra một este có tính axit.
- Polyesterification với sự giải phóng nước và hình thành alkyd.
Phương pháp thứ hai để sản xuất nhựa là este hóa và polyeste hóa các este axit béo và rượu polyhydric.
Alkyd thinners
Các hợp chất cacbon sau dùng làm dung môi cho nhựa alkyd:
- béo (parafin hexan, heptan, C6-C12);
- thơm (benzen, dung môi, toluen, xylen và các chất khác);
- terpene (nhựa thông);
- halogen hóa (trichloroethylene, tetrachloroethylene, perchloroethylene);
- dầu (nefras, xăng).
Các ete sôi thấp (rượu etylic, etyl axetat), ete glycol, xeton (axeton) cũng có thể được sử dụng làm chất pha loãng. Butanol không thích hợp cho những mục đích này, vì các phân tử của nó tự hút một lượng lớn dung môi chứa trong nhựa alkyd. Các alkyd nạc chỉ hòa tan trong các hydrocacbon thơm, trong khi các alkyd béo hòa tan trong các chất béo.
Ngoài ra còn có các loại nhựa hòa tan trong nước, trên cơ sở đó tạo ra các lớp phủ sinh ra nước (men sấy nóng và sơn lót).
Đơn
Mục đích chính của nhựa alkyd là sản xuất sơn và vecni (LKM). Các hợp chất chưa biến tính được sử dụng để sản xuất vecni cách điện và chất kết dính.
Từdung dịch nhựa thông làm vecni bán thành phẩm và thành phẩm dùng trong công nghiệp và đời sống hàng ngày.
Chất liệu sơn
Alkyd phủ được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các vật liệu làm từ nhựa polycondensation. Vì rượu pentaerythritol có 4 nhóm hydroxyl, các alkyd chứa pentaerythritol đóng rắn nhanh hơn và tạo ra lớp sơn bóng hơn. Về vấn đề này, ngành công nghiệp chủ yếu sản xuất vật liệu sơn dựa trên nhựa alkyd thuộc loại pentaphthalic. Việc sử dụng một số lượng lớn các thành phần thơm đảm bảo độ cứng và khả năng chống ứng suất cơ học của lớp phủ.
Lớp phủ sắc tố dựa trên alkyd được chia thành các nhóm sau:
- men glyphthalic (GF), pentaphthalic (EF), etrifthalic (ET);
- đất;
- bột bả.
Nhựa alkyd sấy khô được sử dụng làm chất tạo màng độc lập cho sơn và vecni, còn nhựa không khô được sử dụng trong công thức với nhựa cacbamit, nitrat xenlulo (để cải thiện độ đàn hồi và độ bám dính của lớp phủ với vật liệu cơ bản).
Tính chất của lớp phủ phụ thuộc vào thành phần hóa học của chúng. Do đó, nhựa alkyd béo hơn trong dung môi hữu cơ dễ thi công bằng chổi hơn, tăng độ đàn hồi và khả năng chống chịu với thời tiết, nhưng khô chậm hơn và kém bền với dầu khoáng. Tốc độ làm khô tối đa là điển hình cho các loại nhựa được biến tính bằng tung hoặc lanh.dầu. Thời gian khô để sơn trung bình đối với men alkyd là 24 giờ.
Sơn cụ thể
Nhựa Alkyd, tùy thuộc vào thành phần cấu tạo, được sử dụng cho các mục đích sau:
- Dựa trên axit benzoic (hàm lượng dầu 38-50% trọng lượng) - chất tráng men để sơn máy nông nghiệp, bộ tản nhiệt, sửa chữa ô tô. Chống phai màu và thời tiết cao.
- Chứa axit 9,12-linoleic và 9,11-linoleic - sửa chữa thiết bị.
- Skinny - sơn phủ đơn, sơn lót, sơn tản nhiệt nhanh khô.
- Trên dầu hạt lanh và glycerin - chất phủ chống ăn mòn, mực in. Có thể bị phai màu nhanh chóng khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, vì vậy chúng thường được sử dụng nhiều nhất trong sơn lót và các hợp chất làm phẳng.
- Lớp phủ từ đậu nành hoặc dầu cao có khả năng chống chịu thời tiết tốt.
- Biến tính bằng nhựa tự nhiên (axit nhựa thông) - sản xuất sơn lót và chất độn. Các hợp chất dễ bị phai màu.
- Được biến tính bằng styrene, acrylate - sơn lót, bột bả, hợp chất san lấp mặt bằng, chất phủ để sơn tàu biển, thiết bị, tấm kim loại, gỗ chịu áp lực cơ học mạnh (vecni sàn gỗ, men sàn, đồ nội thất); bao bì của men trong ống. Chúng tăng khả năng chống mài mòn và độ đàn hồi.
Các khía cạnh môi trường
Vì nhựa alkyd có chứa dung môi hữu cơ nên chúng gây ra mối nguy hiểm nhất định cho sức khỏe con người và môi trường. Khi thực hiện công việc sơn và đánh vecni bằng vật liệu sơn dựa trên chúng, cần phải sử dụng phương tiện bảo vệ cá nhân (mặt nạ phòng độc, áo yếm). Việc sơn phải được thực hiện trong các phòng có nguồn cấp và thông gió.
Theo mức độ độc hại của dung môi, alkyd có thể được chia thành 3 nhóm:
- ít độc nhất (MPC=300-1000 mg / m3) - ete etylic, cồn, xăng;
- độc trung bình (MPC=100-200 mg / m3) - axeton, butyl ete;
- rất độc (MPC=20-50 mg / m3) - ethylene glycol, benzen.
Ở nước ngoài, có yêu cầu cao về tính thân thiện với môi trường của việc sản xuất chất phủ, do đó, công việc hiện đang được tiến hành để tạo ra các vật liệu có hàm lượng chất khô cao và các chế phẩm sinh ra từ nước. Tuy nhiên, nhựa alkyd có dung môi hữu cơ vẫn tốt hơn nhựa tan trong nước về tính chất chế biến.
